お仕事やご自宅で昼光利用したいけど、実際どうすればいいのかとお悩みではないですか?
本記事では昼光に関する基礎的な事項や設備の概要などを説明して、昼光を利用しやすくすることを目的しています。
昼光とは?
昼光(ちゅうこう)とは、日中の太陽による光や明るさ、を指します。自然光などと同じような意味で使用されます。LEDや蛍光灯のような人工照明の光ではない、自然の明るさのことです。
昼光は、次のような種類の光に分けられます。
直射日光
直射日光とは太陽の光のうち、空気中の水蒸気やちりなどによって拡散・吸収されずに直接地面に到達する光のことです。
直射日光は、下記で説明するほかの光と比べて強く、指向性のある光です。
また、太陽の位置が季節や時間によって変化し、太陽が雲に隠れることもあり、非常に変動が大きな光となります。これらの理由から、照明としてはあまり適していません。
天空光
天空光は、太陽光が大気中の塵や雲などの微粒子により拡散されたあとに、地表面に到達する光のことです。
天空光は、直射日光に比べて季節や時間の変動が少ない光となります。また、空全体が大きな光源のようになることによる指向性の少なく照明に適しています。
地物反射光
地物反射光は、直射日光や天空光が周囲の地面や建物、樹木などで反射された光のことです。
室内反射光
室内反射光は、窓を通って入射した直射日光や天空光、地物反射光が天井、壁、床などで反射された光のことです。
これらの種類の昼光を室内で利用して人工照明の点灯時間や出力を減らし、建物全体の電力使用量を減らし省エネルギーに貢献することが昼光利用の大きな目的となります。
昼光利用のメリットとデメリット
昼光利用のメリット
〇電力消費量削減による省エネルギーに貢献できる
昼光利用の基本的な目的でもありますが、人工照明と合わせて昼光を利用することで日中は照明のための電力を削減することができます。
〇自然光のゆらぎにより快適性が向上する
自然光は季節、時刻による変動や天候などによるゆらぎがあります。用途にもよりますが、光のゆらぎがストレスを軽減して快適性を向上させる効果がある場合があります。
昼光利用のデメリット
〇均質な明るさが得られにくい
自然光の変動やゆらぎは、均質な照度を確保するのが難しいというデメリットがあります。
事務所などで昼光利用する場合には、照度センサーを併称して人工照明と昼光を組み合わせて目標の照度を確保できるようにする必要があります。
〇設備などのイニシャルコストがかかる
昼光を効率よく利用するためには採光設備や導光設備、照度センサーなどが必要となりますので、その分、建築や設備のイニシャルコストが高くなります。
〇最適化するのに十分な検討が必要となる
建築に省エネルギーを目的として昼光を利用するには、昼光利用についてよく理解して計画する必要があります。
昼光利用の手法だけでなく、また建築物の方位や形状、さらに周辺状況や地域についても考えなければなりません。
昼光利用の手法と効果
採光手法
屋外から室内に光を取り込む手法であり、基本的には窓のみです。
昼光利用のための性能に関係する要素としては、ガラスの透過率や日照調整装置、そして、窓の大きさがあります。
ガラスの透過率が高いほど、室内に光を取り込みやすくなります。通常、メーカーが数値を出しています。
日照調整装置は、レースカーテンや障子、ルーバー（垂直または水平）、ロールスクリーン、すだれなどのことです。透過率や適した方位や角度、眺望可否、拡散性など、それぞれ特性があります。
窓の大きさは、単純に光を取り込む量に影響しますが、重要なのは室内の大きさとの相対的な関係になります。
導光手法
導光とは、昼光による明るさを求める箇所まで光を届けることです。
吹き抜けや間仕切り壁などがないお部屋における導光手法には、壁や床、天井などの仕上げ面の反射を利用する方法と、昼光利用のための特殊な装置を用いる方法があります。
仕上げ面の反射を利用する方法は非常にシンプルで、より反射率の高い仕上げ材を使うことです。
窓から入った光が仕上げ材に当たる際に反射率の値の分だけ光を室内に跳ね返し(反射)、反射を繰り返すことでお部屋が明るくなります。奥へ行くほど反射を繰り返すので、反射率が高いほど光が奥まで届くことになります。
反射率は一般的に、黒に近いほど低く、白に近いほど高くなります。反射率には当たった光が全体的に反射する拡散反射と鏡のように一方向のみに反射する正反射がありますが、仕上げに使われる素材はほぼ拡散反射の成分になります。
昼光利用で用いられる装置としては、ライトシェルフや光ダクトがあります。
〇ライトシェルフ
ライトシェルフとは、直射日光の遮へいと自然光の活用を両立した庇のことです。ライトシェルフを窓の上部付近に設置することで、ライトシェルフの上面で昼光を反射させより多くの光を室内の天井部に取り入れるという仕組みで、部屋奥に光が届くようになります。
〇光ダクト
光ダクトとは、内面が鏡の管(ダクト)のことです。光ダクトの方端を窓面、他方の端を光を届けたい場所として光ダクトを配置することで、窓から入った光を光ダクトを通じて部屋奥に直接運ぶ仕組みです。ライトシェルフと異なり、効率よく光を届けますが、光の量が光ダクトのサイズに依存することや反射率の関係で反射回数が多くなるほど光が弱くなることなどのデメリットがあります。
ライトシェルフや光ダクトといった装置を利用することで、部屋の置くまで光を届けることが出来ますが、コストもかかりますので、費用対効果を考えたプランの検討が不可欠です。
まとめ
昼光とよばれる日中の太陽による光を利用することで、照明エネルギーの削減や自然光の揺らぎによる快適性の向上が見込めますが、イニシャルコストや均質な明るさが得られにくいなどのデメリットがあります。
昼光を利用する際は費用対効果を十分に考慮しなければなりませんが、昼光利用することで、より魅力的な建物になる可能性がありますので、検討してみてはいかがでしょうか。
